به گزارش روز سه شنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، هم اكنون بيش از 85 درصد توليد و مصرف انرژي در دنيا، مبتني بر انرژي‌هاي تجديدناپذير نظير سوخت‌هاي فسيلي است. يكي از محصولات احتراق سوخت‌هاي فسيلي، گاز دي‌اكسيدكربن است كه منجر به بروز مشكلات زيست محيطي از جمله گرمايش زمين مي شود. با توجه به محدود بودن اين منابع سوختي و معايب ناشي از مصرف آن ها، توجه به انرژي‌هاي تجديدپذير و بي پايان نظير انرژي خورشيدي از اهميت بالايي برخوردار شده‌است.
به گفته دكتر عمران مرادلو پژوهشگر دانشگاه الزهرا، هيدروژن يكي از حامل‌هاي انرژي پاك است كه مي‌تواند جايگزين سوخت‌هاي فسيلي شود. اين سوخت پاك مي‌تواند افزون بر استفاده به عنوان سوخت، در خودروهاي هيدروژني و الكتريكي مبتني بر پيل‌هاي سوختي، در صنايع ديگر از جمله صنعت برق و نيروگاه‌هاي سيكل تركيبي به عنوان خنك كننده ژنراتورها، در توليد آمونياك، و يا در هيدروژناسيون تركيبات غيراشباع هيدروكربني به‌كارگرفته شود.
وي در ادامه به معرفي تحقيق انجام شده پرداخت و عنوان كرد: مهم‌ترين نكته در توليد هيدروژن، كاربرد روش‌هاي كاملاً سازگار با محيط زيست است تا بتوان هيدروژن را به عنوان سوخت پاك مطرح نمود. يكي از اين روش‌ها، روش فتوالكتروشيميايي است كه اخيراً مورد توجه محققان قرار گرفته است. در اين روش هيدروژن را مي‌توان با استفاده از شكافت آب روي يك فتوالكتروكاتاليست مناسب و از طريق برخورد نور خورشيد بر سطح كاتاليست توليد نمود. بدين منظور، در پژوهش اخير، نانوفتوالكتروكاتاليستي از اكسيد آهن (هماتيت) و نقاط كوانتومي كربن طراحي و جهت توليد هيدروژن استفاده شده است.
مرادلو درباره دليل انتخاب هماتيت به عنوان كاتاليست و اصلاح آن توسط نقاط كوانتومي گفت: هماتيت تركيب ارزاني است، ولي بازدهي آن پايين است. لذا، ما با استفاده از نقاط كوانتومي كربن، اقدام به نانوساختارسازي هماتيت با سنتز هماتيت-نقاط كوانتومي كربن (CQD@α-Fe2O3) كرديم. اين عمل باعث كاهش اندازه ذرات هماتيت، غلبه بر محدوديت طول نفوذ كم حامل‌هاي بار درون ساختار هماتيت، و در نهايت افزايش ده برابري بازدهي آن شده‌است.
گفتني است كه در اين طرح براي مشخصه يابي فتوالكتروكاتاليست سنتز شده هماتيت-كربن كوانتوم دات (CQD@α-Fe2O3) از روش‌هايي نظير FE-SEM، HRTEM، XRD و XPS استفاده شده‌است. همچنين براي بررسي رفتار فتوالكتروشيميايي و ميزان هيدروژن توليدي بر روي فتوالكتروكاتاليست از آزمون‌هاي الكتروشيميايي نظير ولتامتري، آمپرومتري و امپدانس الكتروشيميايي استفاده شده است.
اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي دكتر عمران مرادلو- عضو هيأت علمي گروه شيمي دانشگاه الزهرا- زينب ربيعي- كارشناس ارشد شيمي تجزيه از اين دانشگاه- و همكارانشان از دانشگاه حكيم سبزواري و دانشگاه صنعتي تگزاس امريكا است. نتايج اين كار در مجله Applied Catalysis B: Environmental با ضريب تأثير 9/45 (جلد 227، سال 2018، صفحات 178 تا 189) منتشر شده است.
علمي**1023**2017
تهران- ايرنا- پژوهشگران دانشگاه الزهرا نانوفتوالكتروكاتاليستي را طراحي كرده‌اند كه با بازدهي بالا قادر است در فرايند توليد هيدروژن از آب در حضور نور خورشيد شركت كند. اين نانوفتوالكتروكاتاليست از ماده ارزان قيمت اكسيد آهن تهيه شده است.
